Keresztezett infravörös kamera/vaku kioldó: 5 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:44

Ez az eszköz aktiválja a kamerát vagy a vakut, hogy automatikusan készítsen képet, amikor egy tárgy (célpont) belép egy adott helyre. Két, keresztezett infravörös fénysugarat használ a cél jelenlétének észlelésére és a relé bezárására, amely lekapcsolja a kamerát vagy a vakut. A válaszidő körülbelül 2 ms az észleléstől a relé lezárásáig, így ha a fényképezőgép nem rendelkezik hosszú záridővel, akkor még gyorsan mozgó célokat is rögzít.

A készülék optikai része két IR LED -ből és két Sharp IS471FE optikai IC -ből (OPIC) áll. Az optikai IC -k beépített LED -modulátorokat és szinkronérzékelőket tartalmaznak, így nem látják egymás LED -jeinek fényét. Az OPIC -ok kimenetei egy 8 tűs PIC mikrokontrollerhez vannak csatlakoztatva, amely kezeli a bemeneti jelek értelmezését és a relé meghajtását, valamint egy látható LED -et, amely jelzi az üzemmódot. Bár 11 üzemmód létezik, a vezérlő nagyon egyszerű felhasználói felülettel rendelkezik, amely nyomógombos kapcsolóból és LED-ből áll. Bekapcsoláskor, ha a fénysugarak megfelelően vannak beállítva és töretlenek, a LED 1 másodpercig folyamatosan világít, majd elsötétül, jelezve, hogy a készülék készen áll a folyamatos üzemmódban való működésre. Ebben az üzemmódban a relé bezárul és zárva marad, a LED pedig mindaddig világít, amíg mindkét IR -sugár megszakad. A készülék most készen áll a fényképezőgéphez való csatlakoztatásra. Bizonyos célok esetén érdemes több képet készíteni, amikor a cél megszakítja az infravörös sugarakat. A vezérlőbe beépítettem egy alapvető intervallummérő funkciót, amely lehetővé teszi, hogy a beépített gyorstüzelési móddal nem rendelkező kamerák több képet készítsenek mindaddig, amíg az infravörös sugarak megszakadnak. Az üzemmódválasztó gomb egyszeri megnyomásával a vezérlő kikapcsol a folyamatos üzemmódból, és impulzus üzemmódba áll. A LED egyszer felvillan, jelezve, hogy a relé másodpercenként 1 -szer zár. Egyes kamerák gyorsabbak, így a gomb újbóli megnyomása akár 2 impulzust is elérhet másodpercenként. A gomb ismételt megnyomásával a sebesség 1 pps -ről 10 pps -re nő, minden alkalommal, amikor a LED villog, jelezve az impulzus frekvenciáját. Ha 2,3 másodpercig lenyomva tartja a gombot, a készülék visszaáll, és visszatér a folyamatos üzemmódba.

1. lépés: Gyűjtse össze az elektronikus alkatrészeket

Itt vannak az elektronikai alkatrészek alkatrészlistái.

Az összes elektronika beszerezhető a Digikey -ből vagy más forrásokból. Szükséged lesz egy csomó különböző színű huzalra is. Képesnek kell lennie a PIC mikrokontroller programozására- egy PICKit2 vagy ICD-2, vagy akár több száz más programozó is elvégezheti a munkát. Egy megfelelő programozó körülbelül 20 dollárba kerül, de ha megvan, mindenféle projektet talál, amelyek képesek mikrokontrollereket használni, és sok hasznot húznak belőle. Amikor megvettem a PICKit2 -t a digikey -től, megrendeltem egy öt PIC10F206 chipből álló tartozékcsomagot, 8 tűs DIP adapterrel. Az IC egy apró SOT23 csomagban van, ami rendben van, ha PCB-t fog készíteni, de elég haszontalan a panelezéshez és az egyszeri építési projektekhez. A 10F206 8 tűs DIP csomagban is kapható- javaslom, hogy használja. Itt nem adtam meg PCB elrendezési információkat a vezérlőhöz, mert nem használtam PCB -t. Az áramkör olyan egyszerű, hogy butaságnak tűnik PCB -t készíteni hozzá. A táblán csak 4 rész található- a relé, az uC, a bypass sapka és az ellenállás. Az áramkör kevesebb alkatrészt igényel, mint egy 555 időzítő chip áramkör. Csak vágjon le néhány perf táblát, hogy illeszkedjen a használt dobozhoz, és kösse össze a dolgot. A kezdésnek mind a 30 percet be kell tartania. Az optikai áramkörök meglehetősen egyszerűek: IC, sapka és LED. A LED és az optikai IC a csőkeret átlósan ellentétes sarkába kerül, így egy csomó színes huzalra lesz szüksége. "Összeszereltem" az IC-t és a kondenzátort a perforációs lemez apró darabjaira, amelyek illeszkednek a keretben lévő PVC könyökszerelvények záródugóiba- lásd a következő oldalon található fotókat.

2. lépés: A program

A PIC10F206 egy nagyon egyszerű rész- nincs megszakítás, és csak 2 szintű stack, tehát nem tudsz egymásba ágyazott alprogramokat végrehajtani- ennek eredményeként a goto liberális használata látható. A chip 4 MHz -en működik a belső RC oszcillátor segítségével, így 1M utasítást hajt végre másodpercenként. Amikor egy objektum megtöri az infravörös sugarakat, akkor az IS471 chipek 400 -at vesznek igénybe az állapot megváltoztatásához. Innentől kezdve az uC -nek mindössze néhány mikroszekundumra van szüksége, hogy észlelje a változást, és elrendelje a relé bezárását. A relé körülbelül 1,5 ms -ot vesz igénybe a bezáráshoz, ami körülbelül 2 ms -os késleltetést eredményez a megszakított nyaláboktól a relé zárásáig. A programchipet az MPLAB segítségével fejlesztettem ki. Ez a Microchip Tech ingyenes összeszerelője/IDE. A kínai ICD2 klónomat is használtam (kb. 50 dollár az ebay -en) az IC programozásához. Sok késleltetési ciklust kellett használnom, ezért a weben gyökereztem, és itt találtam egy PICLoops nevű programot: https://www.mnsi.net/~boucher/picloops.html A PICLoops automatikusan generálja az időzítő hurok összeállításának kódját, ha mondja el, hogy milyen uC -t használ, és az óra sebességét. Később itt találkoztam egy hasonló online programmal: https://www.piclist.com/techref/piclist/codegen/delay.htm elég pontos. Ennek az alkalmazásnak mindegyike jó, mert az időzítés nem kritikus, és az uC egyébként RC oszcillátoron fut. A program főként oda -vissza ugrik az üzemmód gomb ellenőrzése és annak ellenőrzése között, hogy megszakad -e a sugárzás. Az üzemmódkapcsoló úgy működik, hogy folyamatosan nyomon követi a gomb megnyomásának számát. A gomb minden egyes megnyomásakor az impulzusok és a relé közötti késleltetés eléggé lerövidül ahhoz, hogy az impulzusfrekvenciát 1 Hz -el növelje. A kód legnagyobb része az impulzus módok által használt különböző késleltetések. Az impulzus üzemmód megváltoztatásakor a LED villog, jelezve az új módot. A LED-es villogások számolásával megállapíthatja, hogy mi az új impulzusfrekvencia- 4-szer 4 Hz-et jelent, stb. Ha a készülék 10 Hz-es impulzus üzemmódban van, a gomb újbóli megnyomásával visszatérhet a folyamatos üzemmódba. A program futása közben egy őrző-időzítő fut. Ha az időzítőt nem állítják vissza, mielőtt túlcsordul, az uC magát alaphelyzetbe állítja. Ezért az üzemmód gomb 2,3 másodpercig tartó lenyomásával az uC folyamatos üzemmódba áll vissza. Amikor megnyomja a gombot, az uC megvárja, amíg elengedi, mielőtt bármit is tenne. Az egyik első dolog, amit elengedése után végez, a watch-dog időzítő visszaállítása. Ha nem engedi el a gombot, a watch-dog időzítő túlcsordul és újraindítja a programot folyamatos üzemmódban. Csatoltam a szerelési lista fájlt azoknak, akik kíváncsiak, és a.hex fájlt azoknak, akik csak a chipet akarják elégetni és kész legyen vele. Üdvözlöm a programozási technikámmal kapcsolatos kritikákat bármelyik PIC-szerelő szakértőtől. Megjegyzés- a relé 25 ms-ig zár, amikor impulzus üzemmódban működik. Egyes kamerák hosszabb impulzust igényelhetnek. Ez a késleltetés a kód rlypuls részének teteje közelében lévő "call delay25" jelzésű sorban van beállítva. Ha a 25 ms túl rövid a fényképezőgéphez, akkor módosítsa ezt a sort "call delay50" -re, majd a "call delay75" szöveget "call delay50" -re. Ez 50 ms -ra növeli az impulzusidőt, és még az összes impulzusfrekvenciát is 1 Hz -es lépésekben tartja. A program csak 173 bájtot foglal el a chip 512 bájtjából, így mindenféle funkciót hozzáadhat a dologhoz, ha szeretné, bár a felhasználói felület némileg korlátozó jellegű lesz.

3. lépés: Mechanikus felépítés

Kezdetben egy 3 láb négyzetméter 1/2 -os csővel próbáltam megcsinálni ezt a dolgot, de úgy találtam, hogy szinte lehetetlen tartani a gerendákat egy vonalban. A távolság túl nagy, és a cső túl rugalmas ahhoz, hogy fenntartsa a gerenda igazítását. 3/ 4 hüvelykes cső és 2 láb négyzet, és most minden jól el van igazítva. Az 1/2 hüvelykes cső nagy részét mályvacukor fúvókák készítéséhez használtam fiamnak, Alexnek és néhány csuklyás barátjának.

Szüksége lesz 3/4 "csőre a fő kerethez és 1/2" csőhöz az optikai IC -ket és LED -eket tartalmazó függőleges felszállókhoz. Kaphat 3/4 "könyököket, amelyeknek 1/2" menetes oldalcsatlakozása van, ezért szerezzen be 1/2 "menetes adaptereket is. Az én filozófiám a PVC csőprojektek kezelésével kapcsolatban az, hogy túlvásárolom a szerelvényeket és a csöveket, és visszaadom nincs szüksége a projekt befejezésére. Ez minimálisra csökkenti a bosszantó kirándulásokat az áruházba egyetlen 0,30 dolláros szerelésért. Egy csomó különböző színű vezetékre lesz szüksége mindezek összekapcsolásához- a LED-eket és IC-ket körülbelül 6 láb választja el egymástól A vezetékeket extra hosszúra kell helyezni, hogy lehetővé tegyék az összeszerelést, és szétszedjék a dolgot a hibaelhárításhoz. Különböző színek segítenek abban, hogy egyenesen megnézze, mi kapcsolódik mihez. Az első dolgom lyukakat fúrtam a kupakokban, és rögzítettem a LED -eket. Csatlakoztattam extra hosszú vezetékeket, és hőzsugorodást használtam a LED-vezetékeknél a szigeteléshez. Lazán összeszereltem a csőkeretet, hogy könnyen széthúzhassam, és átvezethettem a vezetékeket a csövön. Ezután szerelje fel az IS471 chipeket és kupakokat fűrészlap vágva, hogy illeszkedjen a zárósapkák nyílásába a kupakba, és szereljen be egy darab 1/4 hüvelykes sárgaréz csövet (vagy bármit, ami a környéken van). Győződjön meg arról, hogy az IS471 melyik oldala a vevő oldal! Azt akarja, hogy a LED felé nézzen, ne a bypass sapkára! Csatlakoztassa a vezetékeket az IC kártyához- összesen öt csatlakozás lesz- Vcc, Gnd, Out és LED. Az ötödik vezeték a LED anódját a Vcc -hez köti. Döntse el, hogy hová helyezze a csatlakozót a csőkeretre, és győződjön meg arról, hogy az IC -hez vezető vezetékek elég hosszúak ahhoz, hogy elérjék azt. Szerelje fel a csatlakozót, futtassa a vezetékeket, forrasztja össze az egészet, és készen áll az indulásra. Ne felejtse el forrasztani a földelő vezetéket a csatlakozó burkolatához. Segít megvédeni mindent a statikus elektromosságtól. Miután az összes huzalozás elkészült, kalapáccsal szorosan össze kell ütni a csövet. Nem kell ragasztó, és ha összeragasztja a csövet, nem tudja szétszedni, hogy később megoldja a problémákat. Ha biztonságosabb konstrukciót szeretne, csavarjon át minden csuklón, miután összecsapta őket. A vezérlő összeszerelésekor igazítani kell a gerendákat. A relé csak akkor zár, ha mindkét IR -sugár megszakad/rosszul van beállítva. Az OPIC -ok kimenetei általában alacsonyak, amikor látják fényforrásukat, és magasra emelkednek, amikor a sugár megszakad. Tehát a gerendák beállítása a következőképpen történik: 1) Csatlakoztassa az optikai keretet a vezérlőhöz. 2) Kapcsolja be. A LED világít és világít, kivéve, ha rendkívüli szerencséje van. Először a folyamatos üzemmód jelzésére világít, majd továbbra is világít, mert a sugarak nem illeszkednek. Ha a LED kialszik, az azt jelenti, hogy legalább egy sugár be van igazítva. 3) Ha a LED világít, ez azt jelzi, hogy mindkét sugár rosszul van beállítva. Blokkoljon egy gerendát egy szalaggal vagy papírral. 4) Igazítsa a LED -et a lehető legjobban úgy, hogy a fejét elforgatva az átlósan OPIC felé mutat. 5) Most kezdje el hajlítani és csavarni az OPIC fejet, amíg a LED kialszik, jelezve, hogy a sugár be van igazítva. 6) Ezután blokkolja a frissen beállított fénysugarat, majd végezze el ugyanezeket a beállításokat a második sugárnál. Amikor a LED kialszik, mindkét sugár igazodik, és készen áll néhány kép készítésére. Amikor bekapcsolja a készüléket, ellenőrizze a gerendákat az egyik, majd a másik blokkolásával. Ha az egyik fénysugár rosszul van beállítva, a másik blokkolása a LED kigyulladásához vezet. Akkor csak átrendezheti azt, amelyik nincs ütve. Ha a LED világít és továbbra is világít, mindkét sugár nem áll össze, és be kell tartania a fent részletezett eljárást. Ha biztonságosan építi fel a dolgot, és először igazítja a gerendákat, akkor némi büntetésre lesz szüksége, mielőtt bármilyen átalakítást el kell végeznie.

4. lépés: A vezérlő

A vezérlőt műanyag dobozba építettem, amelyet túl magas áron vettem fel a Fry elektronikájában. Szinte bármit használhat, amíg elég nagy. Ezt a dobozt 9 V -os akkumulátorra tervezték, de 6 V -ot kellett használnom, így az akkumulátor hely kárba vesz. Könnyen illeszthettem volna az áramköri lapot a 9V -os elemtartóba.

Bármilyen dobozt és kapcsolót használ, tervezze meg az elrendezést, és győződjön meg arról, hogy minden összeillik, amikor megpróbálja bezárni. Vegye figyelembe, hogy az akkumulátorhoz sorban csatlakoztatott dióda van. Ennek célja, hogy a tápfeszültséget az uC számára elfogadható szintre csökkentse, amely 5,5 V maximális Vcc értékre van besorolva. Még a diódával is, az alkatrész a végkimenetelűen működik friss elemekkel, ezért ne kapjon fantasztikus ötleteket a 9 V -os működésről, ha nem ad hozzá 5 V -os szabályozót. Eljátszottam a gondolattal, hogy inkább egy PIC12HV615-öt használok, mert beépített söntszabályozó van benne, de a minimális és a maximális áram közötti ingadozás túl sok a söntszabályozó számára, ezért egy kicsit meg kell bonyolítanom az áramkört, hogy munka. Szerettem volna ezt nagyon egyszerűnek tartani, főleg azért, mert lusta vagyok, de azért is, mert más projektjeim vannak folyamatban, és mielőbb be akartam fejezni ezt. Az általam használt relének van egy beépített védődiódája, de a vázlaton nincs feltüntetve. A dióda megvédi az uC -t az induktív fordított feszültségrúgástól, amely akkor következik be, amikor impulzust indít egy induktivitásba, mint egy relé tekercs. Ha másik relét használ, akkor feltétlenül adjon hozzá egy diódát a megjelenített polaritással, vagy talán megcsókolhatja az uC -t, amikor a relé először elsül. Az uC biztonságosan süllyeszthet körülbelül 25 mA -t egy tűből, ezért válasszon nagy ellenállású tekercses relét. A PRMA1A05 500 Ohmos tekercset tartalmaz, így csak 10-12 mA szükséges a bezárásához. Szép, vékony, könnyű kábeleket akartam használni RJ-11 csatlakozókkal, de a Fry's-nél talált összes csatlakozó NYÁK-ra szerelhető alkatrész volt, így végül a régi iskola DB9-eivel mentem. A soros kábelek piszkos olcsók, és a csavarok megakadályozzák a csatlakozók leesését. Valójában csak 3 vezetéket kell csatlakoztatnia (Vcc, Gnd és a két IS471FE kombinált kimenete) az optikai egység és a vezérlő között, így szinte bármilyen csatlakozót/kábelt használhat, akár egy sztereó mini dugót és aljzatot is.

5. lépés: A Photo Trigger használata

Az ötlet az, hogy úgy állítsuk be a dolgot, hogy a gerendák ott keresztezzék, ahol valamilyen műveletre számítanak. Például, ha kolibrit akar lőni egy etetőre, vagy egy fészekbe belépő vagy onnan kilépő madarat, akkor állítsa a keretet úgy, hogy a keresztezett sugárpont pontosan ott legyen, ahol szeretné. Ezután állítsa a kamerát a célpontra, és állítsa be a fókuszt, az expozíciót és a fehéregyensúlyt (ez minimálisra csökkenti a záridőt). Tesztelje a sugárbeállítást, hogy megbizonyosodjon arról, hogy MINDKÉT gerenda helyesen van beállítva- ezt úgy teheti meg, hogy a kezével egyenként, majd a célterületen integet. A LED -nek csak akkor kell világítania és a relének zárnia, ha mindkét sugár megszakad. Most állítsa be az üzemmódot- folyamatos vagy impulzusos, és menjen el.

A legjobb eredmények eléréséhez ismernie kell egy kicsit a célpont viselkedését. Ha gyors mozgást szeretne készíteni, akkor figyelembe kell vennie a kamera és a vezérlő késleltetését, hogy megjósolja, hol lesz a célpont, miután megszakítja az infravörös sugarakat. Az egy helyen lebegő dúdoló madarat ott lehet lelőni, ahol a gerendák keresztezik egymást. A gyorsan repülő madár vagy denevér néhány láb távolságra lehet, mire a kamera elkészíti a képet. Az impulzus mód lehetővé teszi, hogy a fényképezőgépek, amelyek nem rendelkeznek beépített sorozatfelvételi móddal, több képet készíthessenek, amíg a sugarak megszakadnak. Az impulzusfrekvenciát akár 10 Hz -re is beállíthatja, bár nincs sok kamera, amely képes ilyen gyorsan fényképezni. Kicsit kísérleteznie kell, hogy lássa, milyen gyorsan tud fényképezni a fényképezőgép. A kamera csatlakoztatása általában nyitott relé érintkezőn keresztül történik, így vakut csatlakoztathat fényképezőgép helyett. Ezután sötétben fényképezhet úgy, hogy kinyitja a zárat, és a vezérlő segítségével egyszer vagy többször is felvillan egy vakuegységet, ha egy tárgy (denevér, esetleg?) Megtöri a sugarakat. A vaku kioldása után zárja be a zárat. Ha a vaku képes tartani a lépést, az impulzus módok egyikével készíthet hűvös, többszörös expozíciós felvételeket. Pontosan meghatározhatja a gerendák kereszteződésének pontját, ha rugalmas szálat rögzít az optikai fejekhez. Bizonyos célok esetében erre irányítja a fényképezőgépet, és előre fókuszál. Az alábbi fényképeken látható, hogy egy Lego férfi esik át a gerendákon. Leejtettem őt néhány méterről a gerendák fölé, és láthatja, hogy körülbelül 6-8 hüvelyk alá esett a gerendák alá, ami alatt a gerendák eltörtek, a relé bezáródott, és a kamera beindult. Ez a kamera egy Nikon DSLR fényképezőgép volt, amely előfókuszáláskor és exponáláskor valószínűleg kicsi a záridővel. Az eredmények a fényképezőgéptől függenek. A prototípus most a barátja kezében van, aki ezeket a képeket készítette (a fényképezőgépet módosítani kell a távoli zárkioldáshoz). Ha több művészi fotót készít ezzel az eszközzel, megpróbálom közzétenni őket itt vagy a webhelyemen. Jó szórakozást!